수소경제의 선점 전략은 암모니아로부터.. 한국의 앞선 기술력을 바탕으로 수소 밸류체인에서 최대한 많은 지분을 확보하자
수소의 종류는 생산과정에서의 이산화탄소 발생 유무에 따라 크게 네 가지로 나뉩니다.
1. 석탄을 원료로 생산되며, 생산과정에서 발생한 이산화탄소를 처리하지 않은 브라운수소
2. 천연가스로부터 수소를 추출하는 과정에서 발생한 이산화탄소를 처리하지 않은 그레이수소
3. 브라운수소와 그레이수소 생산과정에서 발생한 이산화탄소를 처리한 수소를 청록수소
4. 재생에너지만을 사용한 전기를 이용해 물을 전기분해하여 생산된 완전한 무탄소 수소인 그린수소
위와 같이 수소를 얻는 방법 중 완전한 무탄소 친환경 수소 생산방식은 물을 태양광, 풍력 등의 재생에너지를 통해 만들어진 전기로 분해하여 만든 방식입니다. 물론 그레이수소, 브라운수소에서 발생한 이산화탄소를 탄소포집 방식으로 처리하여 얻는 수소생산방식도 청정수소로 간주되나 이는 친환경적인 측면에서는 그린수소에는 못 미칩니다. 따라서 그린수소가 대량으로 생산돼야 진정한 우리가 말하는 수소 경제 실현이 가능합니다.
그린수소를 만들기 위해서는 재생에너지가 필수적으로 필요합니다. 재생에너지의 주요 조건은 넓은 땅, 풍부한 일조량, 강한 바람들을 요구하는데 호주가 굉장히 유리합니다.
호주는 현재 발전시설 용량이 70GW정도이지만 2024년까지 200GW까지 생산 확대를 목표로 하고 이를 그린수소 생산에 사용하겠다고 밝혔습니다.
호주가 이와 같이 수소 강국을 꿈꾸는 이유는 호주의 넓은 면적을 최대한 효율적으로 활용하겠다는 의미입니다.
재생에너지 발전량이 땅의 함수라는 점에서 호주는 재생에너지 발전여건 중에서 압도적인 비교우위를 갖고 있습니다. 그런데 호주의 그린수소 생산은 시간이 꽤 오래 걸릴 수 있습니다. 아직은 발전에너지 시설 및 수전해시설도 완성된 단계가 아닙니다. 그렇기 때문에 당분간은 블루수소가 주력으로 쓰일 수밖에 없습니다. 호주는 천연가스 순수출국으로서 이로부터 여건은 충분하다고 할 수 있습니다.
그다음으로 수소경제 실현의 관건은 운송기술의 발전입니다.
국내의 경우 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 상업적인 기술을 개발한다면 국내에서 수소를 생산하여 소비할 수 있을 것이지만 그런데 아직 그러한 기술은 완성단계가 아니므로 우선은 수소를 수입 의존하는 게 현실적입니다. 수소는 LNG처럼 액화해야 수송 가능한 부피로 줄일 수 있는데, 수소는 액화 시 1/800로 줄어 대량운송이 가능합니다.
천연가스는 -162도씨에서 액화가 되는데 수소는 그 보다 낮은 -253도씨에서 액화가 됩니다. 그런 이유로 수소 액화운송은 대부분의 나라에서 상용화에 이루지 못했습니다.
수소가 액화로 대량 운송이 되려면 액화수소 운반선이 대량으로 건조되어야 하는데 이제 딱 한대 겨우 건조되었기에 현실화되려면 시간이 많이 걸릴 것입니다.
바로 이 지점에서 암모니아가 대체재로 필요합니다.
당분간 수소를 질소와 결합해 암모니아 형태로 운송 후 다시 수소를 추출하거나 암모니아를 그대로 사용하는 형태가 될 가능성이 높습니다.
상압에서 -253도씨에서 액화되는 수소와 달리 암모니아는 -34도씨에서 액화되고 밀도도 훨씬 높아 운송 및 저장에서 압도적으로 유리합니다.
이로서 암모니아는 수소캐리어서로서 그 역할을 주목받고 있습니다.
에너지 안보차원에서 암모니아가 필수 전략처가 될 것입니다.
한국 정부는 수소 암모니아 혼소 발전을 추구하기로 하였습니다.
혼소발전은 수소와 암모니아를 LNG 또는 석탄과 혼소 하여 사용하는 것인데 재생에너지 발전 여건이 불리한 환경에서 수소 암모니아를 들여와 발전용 연료로 사용하는 것은 가장 합리적인 전략일 수 있습니다. 수소 암모니아 발전 비중이 커질수록 암모니아를 에너지 안보 차원에서 비축할 필요성은 커집니다. 설령 수소 발전이 확대되더라도 수소저장이 어렵기 때문에 저장형태는 암모니아 형태가 채택될 가능성이 있는데요 앞으로 확대될 재생에너지 발전은 기상에 따라 발전량이 들쭉날쭉하기 때문에 암모니아와 같은 전력용 에너지원의 비축은 에너지안보의 핵심이 됩니다.
앞으로 한국은 수소 생산국보다 더 앞선 기술력으로 수소 밸류체인에서 많은 지분을 확보해야 합니다. 무엇보다 단가가 낮아지는 것이 중요합니다. 이는 생산국만의 문제가 아니라 수요국의 기술적 능력이 기여해야 하는 부문입니다. 결론적으로 수소는 다양한 분야의 첨단 기술이 요구되는데 한국 수소 각 분야에서 기술의 우위를 통해 면적의 열위를 상쇄하는 전랙이 필요합니다.
